AMD가 하이브리드 본딩을 적용한 3D DRAM에 대한 비전을 제시했다.
AMD에 따르면 하이브리드 본딩 기반 3D DRAM은 마이크로범프를 사용하는 기존 HBM 스택과 비교해 최대 17배 높은 에너지 효율을 구현할 수 있다.
현재 HBM은 여러 개의 DRAM 다이를 TSV로 수직 적층한 뒤 GPU나 AI 가속기 옆에 배치하는 방식인반면, AMD가 제시한 3D DRAM은 DRAM을 연산 칩 바로 위에 적층하고, 마이크로범프 대신 구리 패드를 직접 연결하는 하이브리드 본딩 방식을 사용한다.
AMD에 따르면 하이브리드 본딩은 마이크로범프보다 연결 간격을 좁힐 수 있어 더 많은 신호 연결을 확보할 수 있으며, 데이터 이동 거리가 줄어들면서 전력 효율과 대역폭 측면에서도 유리하다. 연산 칩과 메모리 사이에서 필요한 PHY 및 인터페이스 회로 부담을 줄일 수 있는 것도 장점으로 꼽힌다.
단지, GPU나 AI 가속기와 같은 고성능 연산 칩은 높은 열을 발생시키는데, 그 위에 DRAM을 직접 적층할 경우 메모리 셀이 지속적으로 높은 온도에 노출될 수 있다. DRAM 온도가 높아질수록 저장된 전하가 빠르게 손실될 수 있어 리프레시 주기가 짧아지고, 이에 따라 소비전력도 증가할 수 있다. 여기에 하이브리드 본딩 과정에서 필요한 열처리 역시 DRAM 특성에 영향을 줄 가능성이 있어 공정 측면에서도 해결해야 할 과제로 지적된다.
하이브리드 본딩은 두 다이의 구리 패드를 직접 접합하는 만큼 웨이퍼 표면의 평탄도와 청정도가 중요하며, 미세한 오염이나 입자만으로도 접합 불량이 발생할 수 있어 제작 난이도 역시 높다.
결국 하이브리드 본딩 기반 3D DRAM은 기존 HBM의 전력 효율과 대역폭 한계를 크게 개선할 가능성을 갖고 있지만, 발열과 제조 난도 문제 때문에 당장 상용화하기는 쉽지 않은 상황이다. |
